专利名称：一种数字图像传输及转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字图像传输与转换装置，具体的说是将计算机内存的数字图像转换成视频信号传输给外设的装置。
现有技术中，已存在有基于VAX机、PC总线及其它总线的图像数据转换装置，该转换装置通过控制器及图像存储器将图像转换成视频信号，但其通用性较差，并且其接口、集成度均不能满足要求，转换器内所采用的芯片也已过时，体积较大，不适合体积要求小的场合。
本实用新型的目的是提供一种基于SCSI接口的，可输出不同制式视频信号的图像传输与转换装置。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的一种由控制器1(SCSI控制器)及图像缓存处理器2(Image BufferProcessor)IBP组成的图像传输与转换装置，该装置的输入端与影像设备计算机系统的SCSI接口相连接，SCSI控制电路负责完成SCSI协议，保证图像数据从主计算机上通过SCSI口传送给图像缓存处理器IBP，图像数据通过图形处理器传送到视频存储器、视频数模转换器，将图像数据转换成外部设备可接收的标准视频信号。
本实用新型的优点在于本装置的接口采用SCSI口，可联接于任何配置SCSI接口的计算机，通用性增强，数传率加快，采用可编程器件，集成度提高，可靠性提高，体积小，易于安装及维护。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
附
图1是本装置的结构框图附图2是SCSI控制器的原理图。
附图3是图像缓存处理器的原理图。
附图4是图像缓存处理器的原理框图。
附图5是图像缓存处理器的FPGA内部电原理图。
在图1中，由SCSI控制器1及图像缓存处理器2组成了图像传输与转换装置，在SCSI控制器1上有一个SCSI插座3(25×2)与主计算机的SCSI相连，有一个IBP插座4(10×2)与图像缓存处理器2对接，SCSI控制单元电路的功能是将主计算机工作站上的数字图像传送给IBP板，图像数据信号通过IBP板的存储转换后将图像转换成外设可接收的标准视频信号，并通过一个视频插座5(75欧同轴电缆)与外设相连接。
在图2中，由SCSI专用芯片NCR53C94(1.1)，高速单片微机DS80C320(1.2)及相应的接口电路组成的SCSI控制器1，整个系统集成在一块PCB2板上。其原理是作为SCSI设备，必须遵循ANSI X3.131协议，它制定了SCSI总线的阶段，条件及消息系统等规约，每个阶段都有各自的产生条件与时序要求，我们选用专用的SCSI IC来保证它们的时序正确，执行其命令来控制每个阶段的产生，SCSI传送命令以CDB(COMMAND DESCRIPTION BLOCK)的形式进行的，当SCSI控制单元电路接受到了CDB后，即按命令格式进行翻译命令，然后加以执行，数据传送完毕后，根据执行情况进入状态阶段和消息阶段，最后又返回到总线空闲阶段。
SCSI控制器1所选用的NCR53C94(1.1)作为SCSI接口控制芯片是用于SCSI接口的常规专用芯片，它能在硬件上保证与SCSI总线的连接以及时序上的配合，本电路中SCSI专用芯片NCR53C94(1.1)通过SCSI 50pin电缆与工作站相连，DS80C320(1.2)作为高速单片微机CPU，通过数据总线、地址总线，控制总线这三总线与SCSI专用芯片(1.1)相连，CPU(1.2)负责对SCSI控制器1和图像缓存处理器2的初始化，自诊断，控制SCSI协议的实现，翻译CDB，并执行命令，CPU(1.2)通过三总线，将图像数据传送给图像缓存处理器2。串行MC1488(1.3)，MC1489(1.4)的作用是把本控制器的自测试结果通过串行口输出到外接监视器上，TTL到RS232电平的转换就是用串行MC1488和MC1489来实现的，驱动器74LS245(1.5)是一个反向驱动器，它负责驱动LED和RESET信号，锁存器INTEL8282(1.6)是CPU的地址锁存器，程序存储器2764(1.7)的作用是将SCSI控制器的程序存放在这里。
图3所示的图像缓存处理器2原理图中，由图形处理器TMS34010(2.1)，视频存储器TMS44C251(2.2)，视频数模转换器ADV478(2.3)及相应的接口电路组成的图像缓存处理器2，其中接口电路用一片现场可编程门阵列实现，整个系统集成在一块PCB1板上，主机通过SCSI接口初始化图形处理器(2.1)的I/O寄存器，以设定图像扫描方式，行同步、场同步周期及脉宽，控制VRAM(2.2)的数据输出时序以实现屏幕刷新，局部总线接口实现VRAM(2.2)及D/A(2.1)的统一编址，初始化D/A(2.3)的输出查找表(LUT)，主机将672×512×8的图像阵列数据通过图形处理器GSP(2.1)传送至视频存储器VRAM(2.2)并进行屏幕刷新。系统各模块的功能包括图形处理器GSP(2.1)包括一个完全可编程的32位通用处理器，具有128M字节地址空间，可编程CRT控制，直接与通用DRAM及VRAM接口，有自动CRT显示刷新功能，直接与主机通讯的主机接口，GSP(2.1)的CRT控制器经编程产生行同步，帧同步，消隐信号及屏幕刷新地址，GSP(2.1)对D/A(2.3)的输出查找表LUT进行初始化，通过GSP(2.1)的主机接口及局部接口将主机的图像数据传送至局部帧存，GSP(2.1)控制视频存储器VRAM(2.2)进行屏幕刷新。
图形处理器(2.1)的主机接口为主机数据存取提供了4个16位可编程寄存器，这些寄存器既可由主机读写，也可由GSP(2.1)读写，通过这一接口，主机和GSP(2.1)之间可以传送命令，状态信息和数据，GSP(2.1)局部存储器接口由一个三路复用的地址数据总线及相应的控制信号组成，支持存储器读写、屏幕刷新、VRAM(2.2)刷新等存储器周期，存储器周期中，行地址、列地址、数据送到同一物理总线上。
视频存储器VRAM(2.2)是专为计算机视频显示而设计的一种新型双端口存储器，本电路采用TMS44C251，它有两个存取端口一个是普通的DRAM存取口，用于GSP(2.1)对其进行读写；另一个是串行存取口，用于高速视频数据的读写，如显示、图像采样等，VRAM(2.2)的串行端口包括可存放一行数据的移位寄存器，可用移位时钟高速移入或移出数据而不影响并行端口的存取，移位寄存器与VRAM(2.2)传送周期，其具体实现方式由GSP(2.1)向并行存取口发一个普通的存取周期，同时置VRAM(2.2)传送周期信号TR有效即可。
本电路采用ADV478(2.3)为视频数模转换器，其工作频率高达80MHZ，转换位数为8bit，输出信号与RS-343A/RS-170兼容，消隐脉冲电平可编程，视频数模转换器(2.3)内部有一个256×24的彩色查找表(R.G.B)，并带3路8bit视频D/A转换器，ADV478(2.3)正常工作前，其内部的彩色查找表须初始化，以确定输入--输出关系，在本电路中，输入--输出关系是线性的。参见附图4。
在图像缓存处理器2中，采用了新技术--可编程门阵列FPGA，大大提高了系统的集成度及设计效率，本设计把除74LS244(2.5)，74LS245(2.6)的所有分立器件用一片FPGA来实现，如图5所示。本电路FPGA内部包含了以下功能电路(1)GSP(2.1)的局部总线接口电路；(2)视频存储器VRAM(2.2)的屏幕刷新控制电路。局部存储器由VRAM0及VRAM1组成，本局部总线对VRAM0，VRAM1及视频D/A(2.3)进行地址分配，并实现VRAM0，VRAM1，D/A(2.3)进行读写操作；屏幕刷新控制电路实现以下操作读/写周期内，由RAS区分VRAM0，VRAM1；视频显示刷新过程，GSP(2.1)向VRAM0，VRAM1同时发一个传送周期信号，将同一行的显示数据放入各自串行移位寄存器(发生在行消隐周期内)；以消隐电平作为移位计数器的复位信号，对移位时钟计数，当计数值＜512时，移位时钟控制VRAM0逐点移出显示，当计数值＞512时，移位时钟控制VRAM1逐点移出显示。本电路选用了XC3042PC84(2.4)芯片，来取代传统的分立器件，大大缩小了体积。
权利要求1.一种数字图像传输与转换装置，它是由控制器(1)及图像缓存处理器(2)组成，其特征在于该装置的输入端通过控制器(1)的SCSI插座(3)与影像设备计算机系统的SCSI接口相连，控制器(1)负责完成SCSI协议，保证图像数据从主计算机上通过SCSI传送给图像缓存处理器(2)，图像数据通过图形处理器传送到视频存储器、视频数模转换器，将图像数据转换成外部设备可接收的标准视频信号，并通过一个视频插座(5)与外设相连接。
2.根据权利要求1所述的数字图像传输与转换装置，其特征在于控制器(1)由SCSI专用芯片NCR53C94(1.1)、高速单片微机DS80C320(1.2)及相应的接口电路组成，SCSI专用芯片(1.1)作为SCSI接口控制芯片，保证与SCSI总线的连接以及时序上的配合，DS80C320(1.2)作为高速单片微机CPU，负责对控制器(1)的NCR53C94(1.1)和图像缓存处理器(2)的初始化，自诊断，控制SCSI协议的实现，CPU(1.2)通过地址总线、数据总线、控制总线传送图像数据给图像缓存处理器，本控制电路的自测试结果通过串行口输出到外接监视器上。
3.根据权利要求1所述的一种数字图像传输及转换装置，其特征在于图像缓存处理器(2)包括图形处理器TMS34010(2.1)、视频存储器TMS44C251(2.2)、视频数模转换器ADV478(2.3)及相应的接口电路，主机通过SCSI接口初始化图形处理器TMS34010(2.1)的I/O寄存器，以设定图像扫描方式，行同步、场同步周期及脉宽，控制VRAM(2.2)的数据输出时序，以实现屏幕刷新，通过图形处理器(2.1)的主机接口，主机和图形处理器(2.1)之间可以传送命令，状态信息和数据，图形处理器(2.1)的局部存储器接口由一个三路复用的地址/数据总线以及相应的控制信号组成，支持存储器读写，屏幕刷新等存储器周期，存储器周期中，行地址、列地址、数据送到同一物理总线上，图形处理器(2.1)的局部接口与局部总线接口相连，通过局部总线接口来实现视频存储器VRAM(2.2)及视频数模转换器D/A(2.3)的统一编址，初始化D/A(2.3)的输出查找表，主机将图像阵列数据通过图形处理器GSP(2.1)传送VRAM(2.2)并进行屏幕刷新。
4.根据权利要求3所述的数字图像传输与转换装置，其特征在于图像缓存处理器中相应的接口电路用一片现场可编程门阵列FPGA实现。
5.根据权利要求4所述的数字图像传输与转换装置，其特征在于FPGA所选用的芯片为XC3042PC84(2.4)。
专利摘要一种基于SCSI接口的，可输出不同制式视频信号的数字图像传输与转换装置，它由SCSI控制器、图像缓存处理器所组成，该装置的输入端与计算机系统的SCSI接口相连，SCSI控制器负责完成SCSI协议，保证图像数据从主计算机上通过SCSI口传送给图像缓存处理器，图像缓存处理器将图像数据转换成所需制式的视频信号，本装置的优点是接口采用SCSI口，通用性增强，采用可编程器件，集成度提高，体积小，易于安装及维护。
文档编号G06F3/00GK2221798SQ9421718
公开日1996年3月6日 申请日期1994年7月9日 优先权日1994年7月9日
发明者韦启航, 严凯, 谢菲 申请人:深圳安科高技术有限公司